三角形内角和一定是 180°吗 三角形的内角和是多少度( 二 )


左:欧式几何 右:罗氏几何
这种几何学被称为罗巴切夫斯基几何学 , 简称罗氏几何学(Lobachevskian geometry) , 也是我们最早发现的非欧几何学 。
罗氏几何学的公理系统和欧氏几何学不同的地方 , 仅仅是把欧氏几何学平行公理“过直线外一点 , 能并且只能作一条直线平行于已知直线”用“过直线外一点 , 至少可以作两条直线和这条直线平行”来代替 , 其他公理基本相同 。由于平行公理不同 , 经过演绎推理却引出了一连串和欧氏几何学内容不同的新命题 。
机智的你可能已经发现 , 上面这些命题和我们的直觉是矛盾的 。但是 , 数学家们经过思考提出 , 可以用我们习惯的办法作一个直观“模型”来证实它的正确性 。
拟球曲面
1868 年 , 意大利数学家贝特拉米发表了一篇著名论文《非欧几何解释的尝试》 , 证明非欧几何学可以在欧几里得空间的曲面(例如拟球曲面)上实现 。他发现这里三角形的三个内角之和小于180° , 这相当于给罗氏几何找到了一种有实际意义的模型 。
那个时代被誉为“数学王子”的高斯也发现了第五公设不能被证明 , 同时也涉足了非欧几何学的研究 。但高斯害怕这种理论会遭到当时教会力量的打击和迫害 , 不敢公开发表自己的研究成果 , 只是在书信中向朋友表示了自己的看法 , 并没有公开支持罗巴切夫斯基的新理论 。
黎曼几何学
那么既然我们能把第五公里改成“过一点 , 有多条直线与已知直线平行” , 是不是也可以改成“过一点 , 没有直线与已知直线平行”呢?
于是 , 有个叫黎曼的聪明人 , 结合欧式几何的前四条公里加上“过一点 , 没有直线与已知直线平行”创建了自己的几何——黎曼几何 。比如 , 在一个球面上 , 过直线外一点所画的直线一定与已知直线相交 。所以黎曼几何又称椭球几何 。
##可能会有人说地球仪上的纬线是平行的呀?!但是注意曲率展开后的纬线是弯的 , 纬线上任意两点最短连线不是纬线本身 , 当然赤道除外 。球面上的直线只有大圆 。##
在航海学上黎曼几何也得到了广泛应用 。地球本身就是曲面的 , 如果使用欧式几何 , 只会得到错误的结论 。
Credit:B站 肉兔君
近代黎曼几何学在广义相对论里得到了重要的应用 。物理学家爱因斯坦的广义相对论中的空间几何就是黎曼几何 。在广义相对论里 , 爱因斯坦放弃了关于时空均匀性的观念 , 他认为时空是弯曲的 , 这恰恰是和黎曼几何学的背景相似 。正因为如此爱因斯坦在看到了罗巴切夫斯基和黎曼的发现之后 , 才会欣喜若狂 , 他终于找到了一种可以解释相对论的数学工具了 。
数学的意义就在于 , 它经常走在其他科学的前面 , 我们通过数学的研究 , 可以为其他科学提供很多帮助 。

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